1. 와이파이
와이파이의 개요
와이파이(WiFi) : 와이파이 얼라이언스 상표, IEEE 802.11 표준에 기반한 Wireless LAN
- 2.4GHz 대역을 사용하며, 5GHz 대역도 지원
- 암호화 방식으로 WEP을 사용 (초기)
- RC4 스트림 암호와 40-bit 또는 104-bit 암호 키 사용 ⇒ 쉽게 크랙이 가능
- WPA, WPA2을 사용 (현재)
- WPA : TKIP를 사용하여 암호화 키를 동적으로 변경
- WPA2 : AES, CCMP를 사용하여 암호화 키를 관리
CSMA/CA
와이파이에서 충돌회피 프로토콜을 사용 함 → CSMA/CA
- 숨겨진 호스트 문제 : A → B (데이터 전송) + D → B (데이터 전송) ⇒ 동시에 데이터 전송 ⇒ 충돌 발생
- 노출된 호스트 문제 : A → X (데이터 전송) + B → A (데이터 전송) ⇒ 데이터 전송 포기 ⇒ 문제 발생 X
숨겨진 호스트 문제를 해결하기 위해 CSMA/CA 사용
2. 블루투스와 비콘
1. 블루투스 개요
무선 개인 통신망(WPAN)은 개인의 작업 공간에 장치들을 연결하기 위한 컴퓨터 네트워크
⇒ 10m 정도의 거리에서 통신이 가능
- 2.4GHz 대역을 사용
- 블루투스가 네트워클를 구성하는 방식을 애드혹(Ad-hoc)방식
→ LAN이나 인터넷 망 연결없이 네트워크를 구성하는 방식 - 1개의 마스터(master)와 여러 대의 슬레이브(slave)로 구성
- 페어링 : master 기기와 slave 기기를 쌍으로 묶는 단계 ( master ↔ slave )
피코넷
블루투스 네트워크르 아주 작은 네트워크란 의미로 피코넷으라 부름
- 피코넷은 전체 8개로 구성 ⇒ 1개는 master 7개는 slave
- 스캐터넷(scatternet) : 피코넷을 조합하여 만들어지는 네트워크
2. 블루투스 프레임
- 블루투스 버전에 따라 다양한 프레임이 있음
- 블루투스 프레임은 크게 72비트의 접근코드, 54비트의 헤더, 데이터로 구성 → 데이터 0 ~ 2744비트
블루투스 프레임 +----------------+-------------+------------------------+ | 접근 코드 | 헤더 | 데이터 | | (72비트) | (54비트) | (0 ~ 2744비트) | +----------------+-------------+------------------------+
| 헤더의 구성 | 설명 |
|---|---|
| 헤더 처음 3비트 | 주소 (슬레이브 ID를 의미) |
| 4비트 Type 필드 | 상위계층으로부터 오는 데이터의 유형 |
| 8비트 HEC | 18bit로 구성된 헤더에 대한 오류 탐색 |
헤더의 구성 +-------------+----------------+-+-+-+----------+ | 주소 (3비트)| Type 필드(4비트)|F|A|S|HEC (8비트)| +-------------+----------------+-+-+-+----------+
3. 비콘
비콘 : 블루투스 통신기술을 응용한 기술
- 단방향 모드 지원 : 패어링 없이 스마트기기 → 블루투스 기기로 데이터 전송 가능
3. RFID와 NFC
1. RFID의 특징
RFID : 라디오 주파수 대역을 사용하여 ID 정보를 전달하는 시스템
수동형 RFID (Radio-Frequency Identification)
- 구성 요소:
- 데이터를 저장하는 RFID 태그
- 태그의 정보를 읽는 RFID 리더기
- 작동 원리:
- RFID 리더기가 전파 발신
- 태그의 안테나가 전파 수신 및 전기 생성
- 생성된 전기를 이용해 태그의 데이터 전송
2. RFID의 기술적 특징
| RFID 유형 | 특징 |
|---|---|
| 수동형 RFID | 태그에 전원 X, 전자기 유도 방식으로 통신 |
| 능동형 RFID | 태그에 전원 O, 고가, 정확도 높음, 인식거리 김 |
| 반수동형 RFID | 태그의 내장된 배터리로 활성화 및 데이터 저장, 데이터 전송 시 리더기의 RF 신호 이용 |
3. NFC
13.56MHz 대역을 사용하는 초근거리 무선 통신 기술
- RFID가 NFC기술을 포함
- RFID : 단방향 통신 → 태그와 리더기로 구성
NFC : 양방향 통신 → 상황에 따라 태그와 리더기 역할을 변경 O
4. 지그비
1. 지그비(zigbee)
먼 거리까지 데이터를 전송, 저전력 소비
- IoT 통신을 위해 설계
- 유니캐스트, 멀티캐스트, 브로드 캐스트 모두 지원
- 128비트 대칭키 암호화방식, 충돌방지 프로토콜 CSMA-CA 사용
주요 무선통신 시스템 비교
| WiFi | Bluetooth | Zigbee | |
|---|---|---|---|
| 응용 | 무선 공유기 | 케이블 대체 | 모니터링 및 컨트롤 |
| 전송속도 | 11Mbps ~ 3.7Gbps | 24Mbps | 250kbps |
| 전파거리 | ~ 100M | ~ 10M | ~ 100M |
| 주파수 | 2.4 or 5GHz | 2.4GHz | 2.4GHz |
| 소비전력 | 높음 | 보통 | 낮음 |
hello world!